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인지신경과학

1. 뉴런
*신경계의 기본 단위이며 신경신호 전달
*망의 형태로 연결되어 다양한 정보 주고받음
*세포체(Soma), 수상돌기(Denddrite), 축색(Axon), 축색 종말(Terminal buttons)
*전기화학적 방법으로 신호를 처리하고 전달

2. 시냅스
*뉴런과 뉴런 사이의 공간. 뉴런의 신호 전달
*화학적인 신경전달물질을 통해 신호 전달
*각 뉴런은 특정 신경전달물질을 탐지하는 수용기 가짐
*경험에 의해 시냅스의 효율이 달라짐

3. 신경전달물질의 종류
*아세티콜린 : 기억과 관련(이상 시 알츠하이머 환자의 기억손상)
수면과 각성에 중요 영향

*도파민 : 주의, 학습 연관
동기 과정, 보상, 강화 연관
정신분열증 환자는 과다, 파킨슨병 환자의 경우 과소

*(노어)에피네프린 : 공격, 반응, 화, 공포 등 정서
아드레날린 등. 경계 반응 조정, 투쟁-도주 반응 연관

*세로토닌 : 수면, 각성, 꿈, 기분 연관
결핍 시 심각한 우울증

*GABA : 학습, 기억 관련
* 글루타민 : 학습, 기억 관련
*뉴로펩티드 : 엔도르핀 등. 통증 감소 영향

4. 뉴런의 신호전달과 홀동전위
*뉴런은 적극적인 신호전달 체계
*뉴런의 신호전달과정
안정전위 : 평소 뉴런의 안팎은 전하의 차이로 세포 안족이 밖에 비해 음전하
탈분극화 : 안정전위의 분극화 상태에서 외부자극을 받으면 탈분극화 상태가 됨

*활동전위의 발생과 전파 과정
외부자극->세포막의 투과성 변화->세포막 밖의Na+이온 유입->활동전위 발생->축색

5. 뉴런의 신호전달과 활동전위
*뉴런의 신호전달과정 : 축색종말에서의 시냅스
축색종말의 시냅스 소낭에 신경전달물질 있음->활동전위가 도착하면 시냅스로 분비->분비된 전달물질이 시냅스 후세포의 수용기에 결합

*활동전위의 특징
등급전위 : 흥분성 vs 억제성 시냅스 유발
시냅스 후세포의 전위는 양극의 흥분성, 음극의 억제성 시냅스로 변화

실무율 원칙 : 세포의 역치에 의해 탈분극화가 역치를 넘어서야 활동전위가 생기며 역치를 넘어서면 일정한 크기로 발화

6. 뉴런의 구성 요소와 기능 및 전달 정보
*수상돌기 : 정보를 축색으로 전달, 안정전위의 흥분성, 억제성 변화
*축색 : 활동전위 신호를 세포체로부터 세포 말단(시냅스 전 종말)로 운반, 실무율적인 활동전위가 축색을 따라 시냅스 종말까지 운반
*시냅스 : 안정된 두 뉴런 사이의 간격, 뉴런 사이 신호전달
*신경전달물질 : 시냅스 후 세포의 안정전위를 변화시킴, 시냅스 후 세포의 안정전위가 증가 또는 감소, 그 결과로 활동전위가 격발

사후 연구와 동물 연구

1. 사후 연구
*환자들의 행동 특성 기록과 사후의 손상 뇌 영역을 관찰하여 관계 추론
*Gage의 전두엽 손상과 성격변화 연구, Tan의 Broca영역 손상과 발화 장애, 알츠하이머 환자의 해마 영역 손상 연구 등

2. 동물연구
*살아있는 뇌의 신경생리학적 처리 과정과 기능을 이해하기 위해 동물연구 진행
*단일세포 기록방법 : 동물 뇌에 미세 전극을 삽입하여 뉴런 활동과 행동 변화 연구
Hubel&Wiesel의 동물 시각세포 연구

*선택적 절개 연구 : 특정 부분을 제거하여 기능손상 관찰
*제한점 : 각 뉴런 활동의 동시기록 불가

3. 전기적 기록 연구
*뇌전도측정 : 일정 시간 동안 뇌의 전기신호의 빈도와 강도 기록
단점 : 공간 및 시간 해상도 떨어짐

4. 사건 관련 전위법
*특정 사건, 과제에 대한 뇌파의 변화 측정
*동일 자극 반복 제시하여 유발된 전위들의 평균치 측정
*시간 해상도가 높아서 뇌의 활동 변화 천분의 일초 단위로 볼 수 있음
*지능검사, 글읽기, 인지발달 등 활용

*전기적 기록 연구(EEG), 사건 관련 전위법(ERP)모두 두뇌 활동의 단면만 관찰하므로 다른 기법과 병행해야 함

5. 정지 영상 기법
*혈관촬영술, CT기법 : 뇌졸중, 암 등으로 유발된 두뇌 손상 관찰
해상도가 제한되어 있어 작은 분위의 손상 파악 어려움

*자기공명영상법(MRI) : 신체 구성 분자들의 자기장 변화를 분석하여 고해상도의 뇌 영상 얻음
뇌의 작은 구조적 변화 탐색 가능, 인지 경험과 두뇌 발달 관련 등 탐색
비용이 많이 들고 신경생리과정에 대해 다양한 정보를 측정할 순 없음

6. 신진대사 영상법
*대사량 측정법 : 두뇌 활동 영역에서 포도당과 산소의 소비량 변화 측정
*감산법과 특화 뇌 영역 : 특정 과제를 담당하는 뇌 영역을 밝히기 위한 과정
특정 인지 과제 수행중의 활동에서 일반적 과제 수행 중의 활동 감산

7. 양전자방출 단층영상법
*뇌구조보다는 기능적 측면의 특성 측정
*특정 정보 처리 동안 뇌의 산소 소비 증가량 측정
*혈관 속 방사선물질 소량 주입하여 뇌의 각 영역에서 신진대사량 지도 측정

8. 기능자기공명영상법
*두뇌활동 시 혈류의 산소 수준 탐지
*인지과제 수행시와 비수행지의 산소수준 탐지
*기억, 언어, 주의, 정서 등 과정을 세분화된 하위 모듈로 구분하여 관련 영역 지도화

신경과학적 연구의 한계와 과제

1. 한계
* 현재 기법들로는 아직 특정 뇌 구조, 영역, 처리과정, 특정 인지 기능 매핑 불가

2. 과제
*다양한 실험법 조합
*복잡한 인지기능에 대해 보다 상세한 이해에 도달해야 함

신경계의 조직

1. 신경계
*신경계->중추신경계->뇌와 척수
*신경계->말초신경계->체신경계->감각신경, 운동신경
*신경계->말초신경계->자율신경계->교감신경(심박증가, 동공확장, 근육혈류량 증가 등), 부교감신경(휴식, 음식물 소화 등)

2. 뇌의 구조
*전뇌 : 대뇌피질, 기저핵, 번연계, 시상, 시상하부 등
*중뇌 : 망상체, 상소구, 하소구, 적핵, 흑핵
*후뇌 : 연수, 교, 소뇌

3. 전뇌
*대뇌피질 : 뇌 가장 바깥쪽 위치
인간의 사고와 다른 심적 처리에 중요한 기능

*기저핵 : 운동기능에 중요한 뉴런들 집합체
손상 시 떨림, 비자발적 움직임, 근육 긴장도 변화, 움직임 속도 감퇴

*변연계
정서, 동기, 학습, 기억, 다른 종에 비해 사람에게 발달, 편도체, 중격, 해마체로 구성
편도체 : 분노와 공격성
해마 : 기억 형성, 사물간 공간관계, 선언적 기억
손상 시 새 기억을 형성 못함(코르사코프 증후군, M.H)

*시상 : 대뇌로부터의 감각, 운동신경의 중계자 및 조정 중재
*시상하부 : 자율신경계 중추. 배고픔, 목마름, 체온조절, 수면 등
손상 시 발작적 수면 증상

4. 중뇌
*망상체 : 의식조절의 중추. 수면, 각성, 주의, 심박, 호흡
*상소구 : 눈동자의 반사적 움직임
*하소구 : 청각정보처리
*적핵 : 소뇌와 상호작용. 운동관여
*흑질 : 도파민 생성 관여

5. 후뇌
*연수 : 혈압조절, 호흡조절, 소화 등
*교 : 양쪽 소뇌를 연결
*소뇌 : 운동 조절과 학습, 평형 유지, 근육 강도와 긴장도 조절, 공간감각

6. 두뇌진화
*후뇌가 가장 먼저, 전뇌가 가장 마지막 발전

7. 대뇌피질
*감각정보 수용, 처리, 사고/언어/정서 인지 처리, 운동계획 등 고등의사결정
*뇌 무게의 80%, 두께 1~3m로 두뇌 감싸고 있음
*구, 열, 회로 구분
*대뇌피질은 좌우 반구로 나뉨
신체의 우측은 좌반구, 좌측은 우반구와 연결
좌우 반구는 뇌량으로 연결
각 반구는 특정한 활동 통제

*대뇌피질의 구분
전두엽 : 운동처리 및 사고과정, 말소리 생성, 전전두엽 영역에서 복잡한 운동통제 및 계획세우기 같은 고차 심리 담당
두정엽 : 공간처리, 신체표상지각, 의식 및 주의처리
측두엽 : 청각처리 및 언어이해, 시각기억 유지(물체의 재인)
후두엽 : 일차 시각 피질 영역을 포함함
장면 분석에 특화된 수많은 영역 포함

8. 반구특정성
*Dax : 뇌손상에 기인한 40명 이상의 실어증환자 모두가 좌반구 손상
*Broca : 전두엽의 좌반구의 Broca영역이 말소리 생성에 관여
*Wemicke : 측두엽 좌반구에 Wemicke영역은 언어 이해를 담당
*Sperry : 동물의 뇌량 절단을 통해 두 반구의 분리 뇌 실험

*분할뇌환자 연구 : 뇌량 절단 환자한테서 좌우 반구의 기능 분화 연구
좌반구에만 제시된 단어는 읽지만 우반구에 제시된 단어는 읽지 못함
단어에 해당하는 물건을 우반구가 통제하는 감촉으로 잡을 수는 있음




by 푸칡 | 2016/03/19 15:28 | 트랙백

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